Verwendung von Dioden zum Verpolungsschutz

Zwei Dioden reichen nicht aus. Das Problem ist, dass die Diode möglicherweise große Strommengen verarbeiten kann, da sie nur 3 A verarbeiten kann, da Sie die Diode in einem Vorwärtsstrommodus betreiben. Sie müssten mindestens 7 Dioden (21 A Durchlassstrom) parallel schalten.

Für den Rückstromschutz wird nur eine Diode benötigt.

Das andere Problem ist Wärme, selbst wenn Sie 3 A betreiben würden, wären dies bei einem Abfall von 0,5 V 1,5 W Leistung, die Diode würde ~ 30 ° C über der Umgebungstemperatur liegen. Der Abfall von 0,5 V ist auch eine Verschwendung von Spannung / Leistung.

Ich würde nicht vorschlagen, Dioden für Hochstromanwendungen zu verwenden. Ich würde einen pmosfet verwenden. Die Verwendung eines Mosfets hält den Widerstand niedrig, wenn der Mosfet eingeschaltet ist und der Strom in die richtige Richtung fließt. Stellen Sie umgekehrt sicher, dass die Mosfet-Vds-Spannung höher ist als die Spannung, die Sie in Ihrer Schaltung verwenden werden.

Quelle: https://hackaday.com/2011/12/06/reverse-voltage-protection-with-ap-fet/

Ich möchte meine Schaltung vor Verpolung schützen, indem ich einfach zwei Dioden parallel zwischen den + und - Eingangskabeln hinzufüge. Wenn also die Polarität umgekehrt wird, fließt der Strom mit hohem Strom durch diese Dioden und löst die Sicherung aus. Wechseln Sie die Sicherung und drehen Sie die Polarität um, und alles sollte gut gehen.

Diese Art von Verpolungsschutz (dh basierend auf dem Durchbrennen / Ersetzen einer Sicherung) sollte verwendet werden, wenn es "wirklich" benötigt wird (Zum Beispiel wurde ich während meiner 8-jährigen Erfahrung im Design von Hardware in der Automobilelektronik gebeten, einen solchen Schutz zu entwickeln nur einmal, und es war ein "Sonderwunsch" eines Kunden) .

Wie auch immer, Sie haben festgestellt, dass es möglicherweise nicht ausreicht, nur die Sicherung auszutauschen. Die Dioden können kurzgeschlossen werden, noch bevor die Sicherung durchbrennt. Um auch die Dioden zu schützen, können Sie einen PTC-basierten Resettable F verwenden . Rückstellbare Sicherungen erhitzen sich, wenn ein großer Strom durch sie fließt, dann werden sie zu einem hochohmigen Element, um den Stromfluss zu blockieren. Sie tragen auch dazu bei, den aus der Batterie gezogenen Einschaltstrom zu reduzieren. RFs können "zurückgesetzt" werden, indem sie durch Abschalten der Stromversorgung abkühlen gelassen werden. Je nach Bauteil lassen sie sich leicht abkühlen, bevor Sie die Polarität umkehren und erneut auftragen.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Da der aus dem Rest des Stromkreises gezogene Strom während des normalen Betriebs durch den RT fließt, sollte er sorgfältig ausgewählt werden. Die Umgebung ist wichtig, da der Auslösestrom der HF in Umgebungen mit hohen Temperaturen abnimmt. Sie wollen nicht, dass es den Stromfluss während des normalen Betriebs blockiert, oder?

Oder...

Sie können eine einfachere und bessere Lösung verwenden, wie in der Antwort von Voltage Spike angegeben . Diese Schaltung kann auch mit NMOSFETs aufgebaut werden. NMOSFETs sind einfacher zu finden und billiger.

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

Wenn Sie die Versorgungsspannung zum ersten Mal in richtiger Polarität anlegen, ist der MOSFET ausgeschaltet, die Gate- und Source-Spannungen des MOSFET sind unbestimmt. Da der Strom jedoch zuerst durch die in Vorwärtsrichtung vorgespannte interne Drain-Source-Diode (ein Zener) des MOSFET fließt, ist die Spannung am Source-Anschluss des MOSFET nahezu Null. Nach diesem ersten Stromflusszyklus ist die Gate-Spannung des MOSFET höher als seine Source-Spannung. Der MOSFET schaltet sich also ein und schließt die interne Diode kurz, dann funktioniert die Schaltung normal. Auf diese Weise lässt der MOSFET den Stromfluss bei korrekt gepolter Versorgung zu. Wenn Sie die Versorgungsspannung mit umgekehrter Polarität anlegen, blockiert die interne Drain-Source-Diode den Stromfluss, sodass die Schaltung niemals funktioniert. Bitte beachten Sie, dass die Durchbruchspannung des MOSFET (VBRDSS) höher sein sollte als die Batteriespannung (z. G. ein 40-V-MOSFET kann für Ihre Anforderungen ausreichen).